為什么在我的應(yīng)用中應(yīng)當(dāng)使用紅外線高溫計(jì)測(cè)量溫度？

在常規(guī)傳感器無(wú)法使用的應(yīng)用中，用戶(hù)可以使用紅外線高溫計(jì)測(cè)量溫度。具體來(lái)說(shuō)，在測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體（如滾輪、運(yùn)動(dòng)設(shè)備或測(cè)量溫度。具體來(lái)說(shuō)，在測(cè)量運(yùn)動(dòng)物體（如滾輪、運(yùn)動(dòng)設(shè)備或壓）而需要進(jìn)行非接觸式測(cè)量的情況下、或者距離過(guò)遠(yuǎn)的情況下、或者待測(cè)量溫度太高使熱電偶或其它接觸式傳感器無(wú)法測(cè)量的情況下，都應(yīng)該使用紅外線高溫計(jì)。

在選擇紅外線高溫計(jì)時(shí)，應(yīng)當(dāng)針對(duì)我的應(yīng)用考慮哪些因素？

有關(guān)任何紅外線高溫計(jì)的重要考慮因素均包括視場(chǎng)（目標(biāo)的尺寸和距離）、待測(cè)量表面的類(lèi)型（有關(guān)發(fā)射率的考慮因素）、光譜響應(yīng)（對(duì)于大氣效應(yīng)或透射過(guò)表面）、溫度范圍和安裝方式（手持式或固定安裝式）。其它考慮因素包括響應(yīng)時(shí)間、環(huán)境、安裝限制、觀察孔或觀察窗使用以及需要的信號(hào)處理。

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視場(chǎng)

視場(chǎng)有何意義？為何視場(chǎng)很重要？

視場(chǎng)指儀器工作的視場(chǎng)角，由儀器的光學(xué)器件決定。若要獲得精que的溫度讀數(shù)，被測(cè)量目標(biāo)應(yīng)該占滿(mǎn)儀器的視場(chǎng)。由于紅外線器件確定視場(chǎng)內(nèi)所有表面的平均溫度，那么如果背景溫度與物體溫度不同，就會(huì)出現(xiàn)測(cè)量誤差（圖1）。

大多數(shù)通用指示器的焦距介于20" ~ 60"之間。焦距是zui小測(cè)量光斑出現(xiàn)的點(diǎn)。例如，儀器的距離與光斑直徑比為120:1，焦距為60"，則60"處的zui小光斑直徑為0.5"。短焦儀器的焦距通常為0.1 ~ 12"，而長(zhǎng)焦儀器使用焦距可以達(dá)到大約50'。許多長(zhǎng)距離或小光斑直徑的儀器還帶有瞄準(zhǔn)鏡，以便改善對(duì)焦。大多數(shù)儀器都有視場(chǎng)圖，可幫助估算特定距離處的光斑直徑。

發(fā)射率

什么是發(fā)射率，發(fā)射率如何與紅外線溫度測(cè)量聯(lián)系起來(lái)？

發(fā)射率定義為某個(gè)物體在給定溫度下輻射的能量與理想輻射體或黑體在相同溫度下輻射的能量之比率。黑體的發(fā)射率是1.0。或黑體在相同溫度下輻射的能量之比率。黑體的發(fā)射率是1.0。 所有發(fā)射率值都在0.0 ~ 1.0范圍內(nèi)。

發(fā)射率(ε)是紅外線溫度測(cè)量中的一個(gè)主要卻又不是無(wú)法控制發(fā)射率(ε)是紅外線溫度測(cè)量中的一個(gè)主要卻又不是無(wú)法控制(T)。反射率衡量物體反射紅外線能量的能力，而透射率衡量物體讓紅外線能量穿過(guò)或透射的能力。所有紅外線能量必然被發(fā)射(E)（由于物體的溫度）、透射(T)或者被反射(R)。總能量，即發(fā)射率、透射率與反射率之和等于1：

E + T + R = 1.0

紅外線測(cè)量的理想表面是發(fā)射率為1.0的理想輻射體或黑體。然而，大多數(shù)物體并非理想輻射體，它們將反射和/或透射一部分能量。大部分儀器有能力對(duì)不同的發(fā)射率值以及對(duì)不同材料進(jìn)行補(bǔ)償。一般而言，物體的發(fā)射率越高，使用紅外線獲得精que溫度測(cè)量就越容易。發(fā)射率極低的物體（低于0.2）測(cè)量起來(lái)會(huì)非常困難。一些經(jīng)過(guò)拋光的閃亮金屬表面（例如鋁）在紅外線中反射性很強(qiáng)，以致于不能總是進(jìn)行精que的溫度測(cè)量。

除了一些特殊應(yīng)用（例如薄膜塑料）以外，通常反射率是比透射率更重要的考慮因素。大多數(shù)有機(jī)物質(zhì)（木頭、布料、塑料等）的反射率約為0.95。大部分粗糙表面或油漆表面也有比較 高的反射率值。

確定反射率的五種方法

為了確保精que的溫度測(cè)量，有以下五種方法可確定材料的發(fā)射率：

使用精密的傳感器，將材料試樣加熱到一個(gè)已知溫度，然后使用紅外線儀器測(cè)量溫度。接著，調(diào)整發(fā)射率值，強(qiáng)行讓指示器顯示正確溫度。

對(duì)于相對(duì)較低的溫度（zui高500?F），可以測(cè)量遮蔽膠帶（發(fā)射率為0.95）。接著，調(diào)整發(fā)射率值，強(qiáng)行讓指示器顯示材料的正確溫度。

對(duì)于高溫測(cè)量，可以在物體上鉆出一個(gè)孔（其深度至少為直徑的6倍）。該孔可以作為發(fā)射率為1.0的黑體。測(cè)量該孔內(nèi)的溫度，接著調(diào)整發(fā)射率，強(qiáng)行讓指示器顯示材料的正確溫度。

如果可以在材料或者材料的一部分噴涂，暗黑色漆的發(fā)射率約為1.0。測(cè)量漆的溫度，接著調(diào)整發(fā)射率，強(qiáng)行讓指示器顯示正確溫度。

提供有大多數(shù)材料的標(biāo)準(zhǔn)發(fā)射率值（參見(jiàn)第90—91頁(yè)）。可以把這些值輸入儀器內(nèi)，從而估算材料的發(fā)射率值。

光譜響應(yīng)

什么是光譜響應(yīng)？它對(duì)溫度讀數(shù)的影響程度如何？

儀器的光譜響應(yīng)是儀器涵蓋的紅外光譜的寬度。大部分普通儀器（適用于低于1000?F的溫度）使用8 ~ 14微米范圍內(nèi)的寬帶濾光片。此范圍是大多數(shù)測(cè)量的良好選擇，因?yàn)樵谠摲秶鷥?nèi)可以進(jìn)行測(cè)量而不會(huì)受到大氣干擾，大氣干擾即大氣溫度影響儀器讀數(shù)。一些儀器使用8 ~ 20微米的更寬濾光片，這些濾光片可用于近距離測(cè)量，但對(duì)于較長(zhǎng)距離，它們是"距離敏感"的。對(duì)于一些特殊用途，可以選擇極窄的波段。它們可用于更高的溫度，可用于穿透大氣、火焰和氣體。典型的低通濾光片在2.2或3.8微米波段。通常使用2.1~ 2.3微米濾光片測(cè)量高于1500?F的溫度。其它可使用的帶寬如下，0.78 ~ 1.06微米用于測(cè)量高溫，7.9或3.43微米用于有限度地穿透薄膜塑料，而3.8微米用于穿透純凈火焰幾乎不受干擾。

透過(guò)玻璃進(jìn)行溫度測(cè)量

我想透過(guò)玻璃窗或石英玻璃窗測(cè)量溫度，有哪些特殊考慮因素？

紅外能量透射過(guò)玻璃或石英是要考慮的一個(gè)重要因素。高溫計(jì)必須有一個(gè)在某種程度上可透過(guò)玻璃的波長(zhǎng)，這意味著它們只能用來(lái)測(cè)量高溫。否則，儀表將會(huì)產(chǎn)生將玻璃溫度與需要的目標(biāo)溫度平均起來(lái)而導(dǎo)致的測(cè)量誤差。

安裝方式

如何安裝紅外線高溫計(jì)？

高溫計(jì)可以有兩種類(lèi)型，固定安裝式或便攜式。固定安裝式高溫計(jì)通常安裝在一個(gè)位置，對(duì)某個(gè)指定過(guò)程進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)。它們通常使用市電電源，并且對(duì)準(zhǔn)某一點(diǎn)。這類(lèi)儀表的輸出可以連接到本地或遠(yuǎn)程顯示屏，同時(shí)還有可在另一顯示屏顯示或者用于控制回路的模擬輸出。

還提供有電池供電的便攜式紅外線"槍"；這些儀器擁有固定安裝式儀器的全部功能，但通常沒(méi)有用于控制的模擬輸出。一般情況下，這些儀器用于維護(hù)、診斷、質(zhì)量管理以及關(guān)鍵流程的隨機(jī)測(cè)量。

響應(yīng)時(shí)間

在選用和安裝紅外線測(cè)量系統(tǒng)時(shí)，還應(yīng)該考慮什么？

首先，儀表必須響應(yīng)迅速，能夠處理變化，從而實(shí)現(xiàn)精que的溫度記錄或控制。紅外線熱電偶的典型響應(yīng)時(shí)間在0.1 ~ 1秒范圍內(nèi)。其次，儀器必須能夠在環(huán)境溫度的環(huán)境中工作。

其它考慮因素包括物理安裝限制、觀察孔/觀察窗的使用（透過(guò)玻璃測(cè)量）以及為了生成進(jìn)一步分析、顯示或控制所需的輸出而需要進(jìn)行的信號(hào)處理。